一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法与流程

本发明涉及微纳加工领域的光刻机对准技术领域，具体来说，本发明涉及一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法

背景技术：

在半导体制造工艺中，光刻机是集成电路制程中技术难度最高,价格最昂贵的关键设备,它的设备研发进展对集成电路产业和信息产业的发展具有主导带动的作用，而光掩膜与硅片对准是光刻机三大核心技术之一，尤其涉及到元件图案需要进行多道曝光流程的情况下，元件与光掩膜的精确对准是必要的制程流程。对于小批量生产的集成电路制程产业而言，采用便宜的手动及半自动的光刻机设备进行制程生产，而人工对准是手动及半自动光刻流程中主要耗时的因素，因此，本发明就提出了一种有效用于光刻机的的深蚀刻轮廓限缩对准方法，利用深蚀刻轮廓协助清晰辨识且可加速对准过程。

技术实现要素：

本发明提供一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，以便于实现曝光流程中元件与光掩膜的对准。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，所述方法主要包括以下步骤：

步骤1：对第一道光掩膜的对准标记图案前先增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，之后每道光掩膜的对准标记图案皆设计位于外围轮廓范围之内；

步骤2：在待曝光基板进行第二道以上的曝光过程前，利用外围轮廓标记帮助加速手动或自动的粗调节对准过程；

步骤3：确认光掩膜上的对准标记图案已经在待曝光基板外围轮廓标记内时，即可利用自动影像辨识技术通过外围轮廓与对准图案相对位置进行自动的细调节的对准过程，来达到精确对准的目的。

优选的，所述增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，是通过事前先增加另一道曝光流程，并利用高深宽比的深蚀刻流程在待曝光基板上得到外围轮廓图案。

优选的，所述深蚀刻的外围轮廓设计可以是方形框、矩形框、圆形框，或者其他规则及不规则图形框。

优选的，所述对准标记图案可以是正方形、长方形、十字形、菱形、星形，或者其他规则多边形、不规则多边形、规则弧形及不规则弧形所构成的图形。

优选的，所述对准标记图案设计的大小应小于深蚀刻的外围轮廓设计大小，使外围轮廓可完全将对准标记图案包围且图案不重叠地置于深蚀刻的外围轮廓之内。

优选的，所述手动或自动粗调节的对准过程即通过手动或自动方式将光掩膜的对准标记图案在待曝光基板的外围轮廓范围之内即可。

优选的，所述自动影像辨识技术进行自动的细调节的对准过程，即通过各种智能化的图形分辨技术，先自动抓取到所设置的外围轮廓范围后，再限缩到仅辨识外围轮廓范围内的光掩膜及待曝光基板的对准标记图案。

优选的，所述自动细调节的对准过程即通过自动影像辨识技术时时抓取到的光掩膜及待曝光基板上的对准标记图案，自动进行放置待曝光基板载台的相对位置调整，以实现光掩膜及待曝光基板上的对准标记图案完整重叠，达到最终对准的目的。

综上所述，本发明提供一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，通过对第一道光掩膜的对准标记图案前先增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，利用外围轮廓限缩对准范围，更方便且精确的进行粗调节和自动细调节的对准。。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体步骤示意图；

图2为本发明实施例二中粗调对准示意图；

图3为本发明实施例三中粗调对准示意图；

附图标记：a、事前深蚀刻的外围轮廓与第一道对准标记图案；b、第二道及以后-对准标记图案；c、粗调对准；d、细调对准；1、事前深蚀刻的外围轮廓；2、第一道对准标记图案；

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完成的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一实施例，而不是全部的实施例。基于

本技术：
中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

本实施例以对准标记为十字形，深蚀刻的外围轮廓为方形轮廓的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法为例，包括以下步骤：

步骤1：对第一道光掩膜的十字形对准标记图案前先增设深蚀刻的方形外围轮廓于待曝光基板上；

步骤2：在待曝光基板进行第二道以上的曝光过程前，利用方形外围轮廓帮助加速手动或自动的粗调节使第二道以上的十字形对准标记图案移动到方形外围轮廓范围内；

步骤3：确认光掩膜上的十字形对准标记图案已经在待曝光基板方形外围轮廓标记内时，即可利用ccd图像及算法和程序通过方形外围轮廓与十字形对准图案相对位置进行自动的细调节的对准过程，最终实现精确对准。

实施例二

本实施例以对准标记为五角星形，深蚀刻的外围轮廓设计为圆形轮廓的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法为例，包括以下步骤：

步骤1：对第一道光掩膜的五角星形对准标记图案前先增设深蚀刻的圆形外围轮廓于待曝光基板上；

步骤2：在待曝光基板进行第二道以上的曝光过程前，利用圆形外围轮廓帮助加速手动或自动的粗调节使第二道以上的五角星形对准标记图案移动到圆形外围轮廓范围内；

步骤3：确认光掩膜上的五角星形对准标记图案已经在待曝光基板圆形外围轮廓标记内时，即可利用ccd图像及算法和程序通过圆形外围轮廓与五角星形对准图案相对位置进行自动的细调节的对准过程，最终实现精确对准。

实施例三

本实施例以对准标记为五边形，深蚀刻的外围轮廓设计为梯形轮廓的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法为例，包括以下步骤：

步骤1：对第一道光掩膜的五边形对准标记图案前先增设深蚀刻的梯形外围轮廓于待曝光基板上；

步骤2：在待曝光基板进行第二道以上的曝光过程前，利用梯形外围轮廓帮助加速手动或自动的粗调节使第二道以上的五边形对准标记图案移动到梯形外围轮廓范围内；

步骤3：确认光掩膜上的五边形对准标记图案已经在待曝光基板梯形外围轮廓标记内时，即可利用ccd图像及算法和程序通过梯形外围轮廓与五边形对准图案相对位置进行自动的细调节的对准过程，最终实现精确对准。

技术特征：

1.一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于，通过对第一道光掩膜的对准标记图案前先增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，利用外围轮廓限缩对准范围，更方便且精确的进行粗调节和自动细调节的对准。

2.根据权利要求1所述一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对第一道光掩膜的对准标记图案前先增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，之后每道光掩膜的对准标记图案皆设计位于外围轮廓范围之内；

步骤2：在待曝光基板进行第二道以上的曝光过程前，利用外围轮廓标记帮助加速手动或自动的粗调节对准过程；

步骤3：确认光掩膜上的对准标记图案已经在待曝光基板外围轮廓标记内时，即可利用自动影像辨识技术通过外围轮廓与对准图案相对位置进行自动的细调节的对准过程，来达到精确对准的目的。

3.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，是通过事前先增加另一道曝光流程，并利用高深宽比的深蚀刻流程在待曝光基板上得到外围轮廓图案。

4.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述深蚀刻的外围轮廓设计可以是方形框、矩形框、圆形框，或者其他规则及不规则图形框。

5.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述对准标记图案可以是正方形、长方形、十字形、菱形、星形，或者其他规则多边形、不规则多边形、规则弧形及不规则弧形所构成的图形。

6.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述对准标记图案设计的大小应小于深蚀刻的外围轮廓设计大小，使外围轮廓可完全将对准标记图案包围且图案不重叠地置于深蚀刻的外围轮廓之内。

7.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述手动或自动粗调节的对准过程即通过手动或自动方式将光掩膜的对准标记图案在待曝光基板的外围轮廓范围之内即可。

8.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述自动影像辨识技术进行自动的细调节的对准过程，即通过各种智能化的图形分辨技术，先自动抓取到所设置的外围轮廓范围后，再限缩到仅辨识外围轮廓范围内的光掩膜及待曝光基板的对准标记图案。

9.根据权利要求2所述的一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，其特征在于：所述自动细调节的对准过程即通过自动影像辨识技术时时抓取到的光掩膜及待曝光基板上的对准标记图案，自动进行放置待曝光基板载台的相对位置调整，以实现光掩膜及待曝光基板上的对准标记图案完整重叠，达到最终对准的目的。

技术总结
本发明公开了一种用于光刻机的深蚀刻轮廓限缩对准方法，可用于微纳加工领域的光刻机上。包括：通过对第一道光掩膜的对准标记图案前先增设深蚀刻的外围轮廓于待曝光基板上，利用外围轮廓限缩对准范围，帮助加速手动或自动粗调节对准过程使光掩膜上对准标记图案在待曝光基板上深蚀刻的外围轮廓内，再通过自动影像辨识技术进行自动细调节的对准过程。本方法利用深蚀刻轮廓可避免经过多道制程后对准标记图案的破坏，协助清晰辨识且可加速对准过程，可有效提高光刻机对准的精度和速度，进而提高微纳加工的精度与效率。

技术研发人员：卫荣汉;李旺明;祁俊霞;陈晓阳;徐献忠;张玉东;田辉;邱京江;卫洪涛;杨潇楠;赵无垛;李姿琳;康克家;胡素梦;许雁雅
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.03.12